[發(fā)明專利]一種聚乙烯管道焊縫超聲波檢測(cè)專用換能器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810023632.4
• 申請(qǐng)日: 2008-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN101261249A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫岳宗;繆慶芝;繆洪生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 孫岳宗
• 主分類號(hào): G01N29/24
• 分類號(hào): G01N29/24;C08L63/00;C08K3/08
• 代理公司: 無(wú)錫盛陽(yáng)專利事務(wù)所
• 代理人: 劉瑞平

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲波檢測(cè)領(lǐng)域，具體為一種聚乙烯管道焊縫超聲波檢測(cè)專用換能器。

(二)背景技術(shù)

聚乙烯管道因其耐腐蝕、易成形、價(jià)格低的特性而取代鋼管，大量用在城鎮(zhèn)地下輸氣管道中。聚乙烯管道的焊接方式為熱熔合方法，把兩根直通聚乙烯管道對(duì)接，利用通電加熱，使兩根聚乙烯管子接頭處局部熱熔化焊接起來(lái)，成為對(duì)接焊縫，在管子轉(zhuǎn)彎部位，用事先預(yù)制好的彎成某一角度如90°的聚乙烯管子，套在兩個(gè)直管接頭轉(zhuǎn)彎部位，然后通電加熱使外套管子的內(nèi)壁與被套管子外壁熱熔化焊接在一起，成為管子轉(zhuǎn)彎處套接焊縫。由于聚乙烯管子是在露天工地現(xiàn)場(chǎng)挖好的地溝里進(jìn)行焊接的，管子表面泥土、污水及其他污物易粘在管子接頭上從而帶入焊縫部位，使焊接后的管子漏氣，由于燃?xì)獗戎卮笥诳諝獗戎兀删垡蚁┕茏雍缚p處漏出的燃?xì)獠灰纂S風(fēng)飄走，而會(huì)沿著管道緩慢從管子入口進(jìn)入用戶，造成人員中毒現(xiàn)象。目前對(duì)聚乙烯管道焊縫超聲檢測(cè)通常采用金屬管或鍛件探測(cè)器，但聚乙烯管道超聲縱波聲速在2000m/s～2200m/s范圍內(nèi)變化，聚乙烯材料超聲波衰減系數(shù)μ＝490dB/m～510dB/m(即0.49dB/mm～0.51dB/mm)范圍內(nèi)變化，其材料的超聲波衰減大，限制了超聲波的傳播路程，以上兩個(gè)聚乙烯材料的聲學(xué)特點(diǎn)導(dǎo)致檢測(cè)效果不理想。

(三)發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種聚乙烯管道焊縫超聲波檢測(cè)專用換能器，其檢測(cè)方法簡(jiǎn)便，靈敏度高，檢測(cè)結(jié)果可靠。

其技術(shù)方案是這樣的：其包括金屬外殼、接線柱、吸聲材料、壓電晶片、延遲塊，所述延遲塊包括左延遲塊、右延遲塊，所述左延遲塊、右延遲塊之間用連接筋連接，所述壓電晶片分別裝于所述左延遲塊、右延遲塊的頂部，所述接線柱包括信號(hào)發(fā)射接線柱和信號(hào)接收接線柱，所述信號(hào)發(fā)射接線柱和信號(hào)接收接線柱分別與兩側(cè)的壓電晶片連接，其特征在于：在所述連接筋的下方，所述左延遲塊、右延遲塊之間的空擋設(shè)置有磁性塊；

其進(jìn)一步特征在于：所述吸聲材料的主要材質(zhì)為環(huán)氧樹脂和鎢粉；所述磁性塊的材質(zhì)為可以充磁的材料。

本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)中，磁性塊可以充磁，增強(qiáng)超聲波的能量，這樣針對(duì)聚乙烯材料的聲學(xué)特性，解決了因聚乙烯材料的超聲波衰減大而限制了超聲波在聚乙烯管道中的傳播，導(dǎo)致檢測(cè)困難的問題，提高了超聲波檢測(cè)的靈敏度。

(四)附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明內(nèi)部構(gòu)造剖視示意圖；

圖2為本發(fā)明的左視圖。

(五)具體實(shí)施方式

見圖1、圖2，本發(fā)明包括金屬外殼1、信號(hào)發(fā)射接線柱2a和信號(hào)接收接線柱2b、吸聲材料6、壓電晶片、左延遲塊5a、右延遲塊5b，左延遲塊5a、右延遲塊5b之間用連接筋7連接，壓電晶片4a、4b分別裝于左延遲塊5a、右延遲塊5b的頂部，信號(hào)發(fā)射接線柱2a和信號(hào)接收接線柱2b分別與兩側(cè)的壓電晶片4a、4b連接，在連接筋7的下方，左延遲塊5a、右延遲塊5b之間的空擋設(shè)置有磁性塊8；吸聲材料6的主要材質(zhì)為環(huán)氧樹脂和鎢粉；換能器下端為平面或圓弧面(圖2中為圓弧面)；磁性塊8的材質(zhì)為可以充磁的材料。

在對(duì)聚乙烯管道焊縫進(jìn)行超聲檢測(cè)時(shí)，用高頻電纜將超聲檢測(cè)測(cè)試儀與換能器相連接，在接通電源后，超聲波檢測(cè)儀中同步電路中的L-C電路產(chǎn)生高頻電振動(dòng)，通過(guò)高頻電纜線輸入到換能器壓電晶片4a、4b，迫使壓電晶片4a、4b作縱向縮短和橫向伸長(zhǎng)形成，從而產(chǎn)生一個(gè)同頻的高頻機(jī)械振動(dòng)，這個(gè)高頻機(jī)械振動(dòng)，借助于耦合劑傳入連桿體內(nèi)的過(guò)程中產(chǎn)生超聲波。吸收材料6吸收超聲波中的反面波，延遲塊5a、5b起到延遲作用，把聲程延長(zhǎng)，使超聲波束一接到被檢測(cè)的連桿上就在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)，消除了在近場(chǎng)區(qū)內(nèi)超聲束產(chǎn)生的多個(gè)極大值和極小值，減少對(duì)缺陷定量上的誤差，從而提高了連桿內(nèi)各種缺陷定量的準(zhǔn)確性。磁性塊8增強(qiáng)超聲波能量，當(dāng)超聲束入射到連桿體內(nèi)缺陷上，則被反射回來(lái)，由壓電晶片4a、4b接收，經(jīng)過(guò)壓電晶片4a、4b的可逆壓電效應(yīng)，把接收到的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電振動(dòng)通過(guò)導(dǎo)線3a、3b輸入到超聲波探傷儀內(nèi)，再經(jīng)過(guò)多級(jí)放大，最后以脈沖波的形式出現(xiàn)在熒光屏上，檢測(cè)人員根據(jù)缺陷波位置可以確定缺陷深度，根據(jù)缺陷波的高度對(duì)缺陷大小進(jìn)行定量，從而完成了超聲波對(duì)連桿的檢測(cè)任務(wù)。